Diversos fabricantes de rochas sintéticas citam vantagens em utilizar esse produto. Entre as características técnicas, segundo a Breton (2000) as rochas artificiais apresentam resistência à flexão de 632 Kgf/cm² contra 134 Kgf/cm² de um granito natural, tem a sua resistência à compressão de 2.198Kgf/cm² contra 1.921 Kgf/cm², e ainda, porcentagens de absorção de água de 0,02% contra 0,33%. (Breton, 2000; Caesarstone, 2007 apud Molinari, 2007)
Abaixo, tem-se a Tabela 3, com os dados de ensaios dos atuais pesquisadores de rochas artificiais (compósito particulado) com o uso de resíduos e a Tabela 4 apresenta as principais pesquisas realizadas com a utilização de resíduos para a produção de rochas artificiais com matriz polimérica.
Tabela 3 - Propriedades físicas e mecânicas dos meios acadêmicos e industrial.
Autor(es) Densidade Aparente (g/cm³) Absorção de Água (%) Resistência à Flexão (MPa) Resistência à Compressão (MPa) Lee, M. Y. et al. (2008) 2,05 – 2,44 0,01 – 0,2 27,9 – 52,7 78,70 – 151,30 Borsellino, C.; Calabrese, L.; Bella, G. (2009) N.D. 0,25 10,6 – 22,2 N.D. Caesarstone (2015) N.D. 0,02 50,5 215,74 Alicante (2015) 2,40 – 2,50 0,09 - 0,40 N.D. 220 Ribeiro, C. E. G.; Rodrigues, R. J. S.; Vieira, C. M. F (2014) 2,27 ± 0,02 0,19 ± 0,02 4,21 ± 0,52 14,17 ± 1,03 Ribeiro, C. E. G. et al. (2015) 2,27 0,19 ± 0,02 21,5 ± 1,9 77,9 ± 6,1 Silva, F. S. (2016) 2,23 ± 0,02 0,05 ± 0,01 31,8 ± 2,5 85,2 ± 7,8 RMC Tradicional (2015) 2,52 – 2,57 0,09 – 0,32 13,6 – 17,2 97 - 131 RMC Polaris (2015) 2,51 – 2,56 0,06 31 130 - 150 COMPAC MARBLE (2015) 2,45 – 2,49 0,04 – 0,11 24 - 30 130 - 137 Carvalho et al (2015) 2,68 ± 0,03 0,17 ± 0,04 57,57 ± 3,21 N.D. Aguiar, M. C. (2016) 1,53 2,00 ± 0,19 37,75 ± 3,4 71,62 ± 1,31 Barani, K.; Esmaili, H. (2016) 2,68 0,64 45 90 Vilela, N. F. (2016) 2,35 ± 0,08 0,35 ± 0,09 30 ± 1,44 N.D. Demartini et al (2018) 2,1 ± 0,06 0,06 ± 0,01 33,93 ± 0,49 96,49 ± 2,82 Gomes et al (2018) 2,12 ± 0,01 0,38 ± 0,06 30 ± 3 N.D. Peng, L.; Qin, S. (2018) 2,41 0,01 73,5 170,9 Carvalho, E. A. S. et al (2018) 2,25 ± 0,08 0,25 ± 0,02 32 ± 3 N.D.
Tabela 4 - Trabalhos relevantes publicados de compósitos com matriz polimérica.
Autor(es) Ano Titulo
Molinari, E. J. 2007 Reutilização dos Resíduos de Rochas Naturais para o Desenvolvimento De Compósitos Polímericos com Matriz Termofixa na Manufatura de Pedras Industriais (Dissertação)
Lee, M. Y. et al 2008 Artificial Stone Slab Production Using Waste Glass, Stone Fragments and Vacuum Vibratory Compaction
Borsellino C.,
Calabrese L., Bella G. 2009
Effects of Powder Concentration and Type of Resin on The Performance of Marble Composite Structures
Santos, J. P. L., Rosa,
L. G., Amaral, P. M. 2011 Temperature Effects on Mechanical Behaviour of Engineered Stones Hamoush, S., Abu-
lebdeh, T., Picornell, M., Amer, S.
2011 Development of Sustainable Engineered Stone Cladding for Toughness, Durability, and Energy Conservation
Ribeiro,C.E.G.
Rodriguez R.J.S., Vieira, C.M.F.
2014 Production of Ornamental Compound Marble with Marble Waste and Unsaturated Polyester
Carvalho, E. A. S. et
al 2015
Development of Epoxy Matrix Artificial Stone Incorporated with Sintering Residue from Steelmaking Industry
Aguiar, M. C. 2016 Desenvolvimento de Rocha Artificial com Pó De Rocha e Aglomerante Polimérico e Geopolimérico (Tese)
Barani, K., Esmaili, H 2016 Production of artificial stone slabs using waste granite and marble stone sludge samples
Vilela, N. F. 2016 Produção de Rocha Artificial Utilizando Finos de Brita Em Uma Matriz Epóxi (Dissertação)
Silva, F. S. 2016
Desenvolvimento e Caracterização de um Mármore Artificial Produzido a Partir do Aproveitamento do Resíduo de Mármore Calcítico e Resina Epoxídica (Dissertação)
Ribeiro, C. E. G., Rodriguez, R. J. S., Carvalho, E. A. S.
2017 Microestructure and Mechanical Properties of Artificial Marble
Demartini, T. J. C., Rodriguez, R. J. S., Silva, F. S.
2018
Physical and Mechanical Evaluation of Artificial Marble Produced with Dolomitic Marble Residue Processed by Diamond-Plated Bladed Gang- Saws
Gomes, M. L. P. M. et
al 2018
Production and Characterization of a Novel Artificial Stone Using Brick Residue and Quarry Dust in Epoxy Matrix
Peng, L., Qin, S. 2018 Mechanical Behaviour and Microstructure of an Artificial Stone Slab Prepared Using SiO2 Waste Crucible and Quartz Sand
Carvalho, E. A. S. et
al 2018
Novel Artificial Ornamental Stone Developed with Quarry Waste in Epoxy Composite.
Gomes, M. L. P. M et
al 2019
Desenvolvimento de Rocha Artificial Utilando Resíduo de Granito e Poliuretano Derivado do Óleo De Mamona
Como apresentado na Tabela 4, temos as pesquisas até o momento sobre o tema trabalhado, com destaque para:
• Lee et al (2008) produziu rochas artificiais, utilizando resíduos de granito e vidro, através da variação da pressão de compactação entre 4,9 MPa e 19,6 MPa e variando também a pressão de vácuo de 50 mmHg e 200 mmHg. • Santos (2011) comparou três rochas artificiais comerciais com mármore e
granito, submetidas ao aumento de temperatura para 200 ºC, aonde as rochas artificiais apresentaram altos valores de resistência à flexão, comparados às rochas naturais.
• Carvalho et al (2015), produziu rochas artificiais a partir de resíduos precipitados de indústrias siderúrgicas, com resistência a flexão (57,57 MPa) superior às rochas artificiais comerciais.
• Demartini (2018) e Silva (2016), utilizando de resíduos de serragem de mármores calciticos e dolomíticos em teares diamantados, produziram mármores artificiais com propriedades mecânicas superiores aos mármores naturais.
• Peng e Qin (2018), pesquisaram o uso de agentes compatibilizantes na mistura do material artificial, variando o tempo de compactação e cura, tendo obtido propriedades mecânicas muito elevadas.
• Gomes et al (2019), confeccionou de forma inédita uma rocha artificial com resina poliuretana de óleo de mamona como matriz com resultados melhores do que o das rochas naturais, mesmo que ainda inferiores às de matrizes epoxidícas, comprovando a viabilidade em se produzir materiais ecológicos e não apenas sustentáveis.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. MATERIAIS
Neste tópico, é apresentado o material rochoso utilizado na pesquisa, sua caracterização petrográfica, a região onde é encontrado na natureza, bem como as resinas utilizadas para a confecção dos corpos de prova utilizados na pesquisa. 3.1.1. Quartzitos
3.1.1.1. Nome e localização
O resíduo utilizado na pesquisa é o de rochas ornamentais, mais especificamente da chamada de “quartzito”, extraída no município de Pindobaçu na Bahia (Figura 18), comercializada em Cachoeiro de Itapemirim no Espírito Santo.
Figura 18 – Rocha natural metamórfica quartzito.
3.1.1.2. Caracterização petrográfica
O material é denominado petrograficamente de “Quartzolito” devido a presença de mais de 90% de quartzo em sua composição.
É obtida na forma de rocha bruta, com sua estrutura maciça e granulação grossa, geralmente trincadas e de coloração branco leitosa.
O resíduo gerado da lavra e o resíduo gerado no processamento desse material foi cominuído por um moinho de cilindros a fim de obter granulações grossas e médias, e por um moinho de pratos cerâmicos para a granulação fina. Ao reduzir o seu tamanho de partícula, é possível selecionar as granulometrias de acordo com o
critério estabelecido a seguir de faixas granulométricas apresentado na Tabela 5 adaptada de Costa et al (2017).
Tabela 5 - Faixas granulométricas, (-) passante na peneira, (+) retido na peneira.
Granulometria MESH [#] Tamanho de Grão [mm]
Grossa -8 Ø +10 2,38 > Ø > 2,00 Média -10 Ø +220 2,00 > Ø > 0,630 Fina -220 Ø 0,630 > Ø
3.1.2. Resinas
3.1.2.1. Resina Epóxi
Uma das resinas utilizadas foi a epóxi do tipo diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA), como aglutinante (matriz), com excelentes propriedades mecânicas e boa resistência química, modificáveis dentro de amplos limites com a seleção adequada de endurecedores e materiais auxiliares.
3.1.2.2. Catalizador TETA
Foi utilizado o Trietilenotetramina (TETA), como endurecedor de excelente resposta para curas rápidas em resinas epóxi. Sendo usado na proporção de 10 partes de endurecedor para cada 100 partes da resina DGEBA.
3.1.2.3. Resina Poliuretana Vegetal
Foi utilizada uma resina a base de poliuretano vegetal originada do óleo de mamona, bi-componente, isenta de solventes (100% sólido), que não libera vapores tóxicos, estabelecida pela mistura a frio de um componente A (pré-polímero) e um componente B (poliól), com características de impermeabilidade, elasticidade e estabilidade físico-química.